梁支座截断问题：拉钢筋负弯受力影响分析

【规范规定】

《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）

9.2.3 钢筋混凝土梁支座截面负弯矩纵向受拉钢筋不宜在受拉区截断，当需要截断时，应符合以下规定：

1.当V不大于0.7f_tbh₀时，应延伸至按正截面受弯承载力计算不需要该钢筋的截面以外不小于20d处截断，且从该钢筋强度充分利用截面伸出的长度不应小于1.2l_a。

2.当V大于0.7f_tbh₀时，应延伸至按正截面受弯承载力计算不需要该钢筋的截面以外不小于h₀且不小于20d处截断，且从该钢筋强度充分利用截面伸出的长度不应小于1.2l_a+h₀。

3.若按本条1、2款确定的截断点仍位于负弯矩对应的受拉区内，则应延伸至按正截面受弯承载力计算不需要该钢筋的截面以外不小于1.3h₀且不小于20d处截断，且从该钢筋强度充分利用截面伸出的延伸长度不应小于1.2l_a+1.7h₀。

【解析】

1.延伸长度的基本概念

在混凝土梁中，根据内力分析所得的弯矩图沿梁纵长方向是变化的，因此，所配的纵向受力钢筋截面面积也应沿梁纵长方向有所变化。有时，这种变化采取弯起钢筋的形式，即梁顶的负弯矩钢筋通过弯折变为梁底的正弯矩钢筋。为了设计和施工方便，在工程中应用得更多的是将纵向受力钢筋根据弯矩图的变化而在适当的位置切断，这就带来了延伸长度的问题。

任何一根纵向受力钢筋在结构中要发挥其承载受力的作用，从其“强度充分利用截面”应外伸一定的长度l_d1，依靠这段长度内与混凝土的粘结锚固作用维持钢筋以足够的抗力。同时，当一根钢筋由于弯矩图变化，将不考虑其抗力而切断时，从按正截面承载力计算“不需要该钢筋的截面”也需外伸一定的长度l_d2，作为受力钢筋应有的构造措施。在结构设计中，应从上述两个条件中确定较长的长度作为纵向受力钢筋的实际延伸长度l_d而确定其真正的切断点（图3-6）。(www.xing528.com)

图3-6 钢筋的延伸长度和切断点

2.影响延伸长度的因素

（1）弯矩图的形状 梁中切断钢筋的延伸长度如取决于由其“强度充分利用截面”伸出的长度l_d1，以及由按计算“不需要该钢筋的截面”伸出的长度l_d2。因此与这两个截面的距离有关，亦与弯矩图的形状有关。当弯矩图比较陡时，l_d1和l_d2的起点相距不远。而当弯矩图比较平缓时，不仅l_d1和l_d2。的起点相距较远，而且为了使材料抗力包络图能够覆盖住构件弯矩内力图，钢筋切断点应向跨中延伸，亦即应有较大的延伸长度。

（2）钢筋的锚固性能 无论是由“强度充分利用截面”或“不需要该钢筋的截面”伸出的长度，都是为了在该长度内依靠钢筋与混凝土之间的粘结锚固作用建立起纵向钢筋应有的承载受力能力。因此，延伸长度l_d与钢筋的锚固长度l_a有关。

（3）斜弯作用的影响 支座附近往往是剪力最大的区域，容易发生斜裂缝。当斜裂缝切过纵向受力钢筋时，由于“斜弯作用”的影响，该处钢筋可能承受斜裂缝端部的弯矩。对连续梁、框架梁支座附近的负弯矩钢筋而言，远离支座的纵向受力钢筋就可能承受支座附近较大的负弯矩所引起的应力。而这种斜弯作用所引起的受力上的错位，又与斜裂缝的走向有关。一般情况下，梁中斜裂缝角度为45°左右，因此其水平方向的“错位”与截面的有效高度h₀有关。图3-7表达了支座附近梁中斜裂缝的形态。

（4）筋端撕裂的影响 试验研究还发现，支座附近梁中除在切断钢筋的端头容易发生斜裂缝而引起“斜弯作用”以外，沿端头以外纵向钢筋方向还会因纵筋受到的销栓剪切作用而产生断续斜向的撕裂裂缝（图3-7）。撕裂裂缝大大影响了钢筋与混凝土之间的粘结锚固作用，使未切断的剩余的纵向受力钢筋应力居高不下，这种纵筋应力不随弯矩图减少而继续向跨中延续的现象称为“应力延伸”。由于纵筋的应力延伸现象，切断钢筋的延伸长度还应加大。

图3-7 支座附近梁中斜裂缝和撕裂裂缝的形态